串口通信原理及操作流程 PPT
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第四讲 串口通信.ppt
接收移位时钟rx时钟频率和波特率相同和位检测器采样脉冲频率是rx时钟的16倍1位数据期间有16个采样脉冲当采样到rxd端从1到0的跳变时就启动检测器接收的值是3次连续采样第789个脉冲时采样进行表决以确认是否是真正的起始位负跳变的开始
第四讲 MCS-51的串行口 全双工的异步通讯串行口 4种工作方式 ,波特率由片内定时器/计数器控制。
51单片机串口通信的应用举例
串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是 设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控 制。具体步骤如下 1. 确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）； 2. 计算T1的初值，装载TH1、TL1； 3. 启动T1（编程TCON中的TR1位）； 4. 确定串行口控制（编程SCON寄存器）； 5. 串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（ 编程IE 、IP寄存器）。
并置中断标志RI=1向CPU发出中断请求； （2）接收到的第9位数据为0时，则不产生中断标
志，信息将抛弃。
若SM2=0，则接收的第9位数据不论是0还是1，都产生 RI=1中断标志，接收到的数据装入SBUF中。
应用上述特性，便可实现MCS-51的多机通讯。
设多机系统中有一主机和3个8051从机，如下图。
1个停止位（1），先发送或接收最低位。帧格式如 下：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。
1．方式1发送
方式1输出时，数据由TXD输出，
一帧信息为10位，1位起始位0，8位数据位（先低位） 和1位停止位1。
当执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发 送。图中TX时钟的频率就是发送的波特率。
主机的RXD与从机的TXD相连，主机TXD与从机的RXD 端相连。从机地址分别为00H、01H、02H。
第四讲 MCS-51的串行口 全双工的异步通讯串行口 4种工作方式 ,波特率由片内定时器/计数器控制。
51单片机串口通信的应用举例
串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是 设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控 制。具体步骤如下 1. 确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）； 2. 计算T1的初值，装载TH1、TL1； 3. 启动T1（编程TCON中的TR1位）； 4. 确定串行口控制（编程SCON寄存器）； 5. 串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（ 编程IE 、IP寄存器）。
并置中断标志RI=1向CPU发出中断请求； （2）接收到的第9位数据为0时，则不产生中断标
志，信息将抛弃。
若SM2=0，则接收的第9位数据不论是0还是1，都产生 RI=1中断标志，接收到的数据装入SBUF中。
应用上述特性，便可实现MCS-51的多机通讯。
设多机系统中有一主机和3个8051从机，如下图。
1个停止位（1），先发送或接收最低位。帧格式如 下：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。
1．方式1发送
方式1输出时，数据由TXD输出，
一帧信息为10位，1位起始位0，8位数据位（先低位） 和1位停止位1。
当执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发 送。图中TX时钟的频率就是发送的波特率。
主机的RXD与从机的TXD相连，主机TXD与从机的RXD 端相连。从机地址分别为00H、01H、02H。
《串口通信》课件2
串口通信的阻塞和非阻塞方式
阻塞方式是指在传输过程中如果接收方未准备好，发送方将一直等待。 非阻塞方式是指发送方将数据立即发送，不会等待接收方准备好。
串口通信的同步与异步方式
同步方式是指发送方和接收方在数据传输前进行时钟同步。 异步方式是指发送方和接收方之间没有时钟信号同步。
串口通信的控制流
控制流用于控制数据的传输速率和顺序。 常见的控制流有硬件流控制、软件流控制等。
2 异步串口通信
在发送和接收数据之间保持精确的时间同步。
以字符为单位，通过起始位和停止位实现数 据的传输。
3 半双工串口通信
数据只能单向传输，不能同时发送和接收。
4 全双工串口通信
同时进行双向数据传输。
串口通信原理
串口通信通过将数据位、校验位和停止位综合编码，实现数据的传输和校验。
串口通信的物理层
串口通信的历史与发展
串口通信起源于计算机诞生的早期，经历了多次技术升级和演变。 现如今，串口通信依然是重要的数据传输方式。
串口通信的优势与劣势
1 优势
简单、成本低、可靠性高。
2 劣势
传输速率较低、灵活性有限。
串口通信的常见问题及解决方法
串口通信可能会遇到一些常见的问题，如数据丢失、传输错误等。 提供解决这些问题的方法和技巧。
串口通信的相关软件与工具
为了更好地进行串口通信，可以使用各种软件和工具，例如串口助手、调试工具等。
串口通信的未来发展趋势
随着技术的不断进步，串口通信将继续发展和演变。 可能会出现更高速、更稳定的串口通信技术。
串口通信的设计与实现技巧
在设计和实现串口通信时，需考虑数据传输的稳定性、效率和易用性等因素。 提供一些设计和实现的技巧和经验。
教学课件 10-串口通信原理
标准格式，也可以由用户约定。
知识导航
一、串行通信基础
2．串行通信的分类
串行通信的通信方式 同步通信：带时钟同步信号传输。 --SPI，IIC通信接口 异步通信：不带时钟同步信号。 --UART(通用异步收发器),单总线
知识导航
一、串行通信基础
3．常见的串行通信接口
通信标准
引脚说明
通信方式 通信方向
输出数
据缓冲 器
…
串行输
出移位 寄存器
TXD
串行数据输出
外 部
设
备
知识导航
STM32串口异步通信需要定义的参数 起始位 数据位（8位或9位） 奇偶校验位（第9位） 停止位（1或2位） 波特率设置
谢谢！！！
知识导航
二、STM32的串口通信接口
STM32的串口通信接口 UART:通用异步收发器 USART:通用同步/异步收发器 大容量STM32F10x系列芯片，包含3个USART和2个 UART。
知识导航
二、STM32的串口通信接口 UART异步通信方式引脚连接方法
RXD:数据输入引脚（数据接受） TXD:数据发送引脚（数据发送）
UART (通用异步收发器)
单总线 （1-wire)
SPI
I2C
TXD:发送端 RXD:接受端 GND:公共地 DQ:发送/接受端
SCK:同步时钟 MISO:主机输入，从机输出 MOSI:主机输出，从机输入 SCL:同步时钟 SDA:数据输入/输出端
异步通信 全双工
异步通信 同步通信
半双工 全双工
同Байду номын сангаас通信 半双工
字符帧由发送端一帧一帧地发送，每一帧数据是低位在前，高位在后， 通过传输线被接收端接收。
14串口PPT课件
6 串行口通信原理及操作流程
6.1 并行与串行基本通信方式 6.2 RS-232电平与TTL电平的转换 6.3 波特率与定时器初值的关系 6.4 51单片机串行口结构描述 6.5 串行口打印在调试程序中的应用
2021/3/12
1
DAC0832工作原理及实现方法
通信方式
并行通信方式 串行通信方式
2021/3/12
{
TMOD=0x21;
2021/3/12
27
串行口方式1编程与实现
设置步骤
设置产生波特率的定时器1 设置串行口控制寄存器 设置中断控制寄存器
2021/3/12
28
串行口方式1编程与实现
设置产生波特率的定时器1
定时器1，波特率9600bps TMOD=0X20 TH1=0XFD TL1=0XFD TR1=1
2021/3/12
串行通信制式
单工 半双工 全双工
2021/3/12
8
并行与串行基本通信方式
单工
半双工
全双工
串行通信的制式
2021/3/12
9
并行与串行基本通信方式
串行通信错误校验
奇偶校验 代码和校验 循环冗余校验
2021/3/12
10
并行与串行基本通信方式
串行通信错误校验
奇偶校验
代码和校验（CheckSum）
循环冗余校验(CRC8、 CRC16)
2021/3/12
11
RS-232电平与TTL电平的转换
数据位 0 1
TTL电平 RS-232电平
0V
3V~15V
5V
-3V~-15V
2021/3/12
12
2021/3/12
6.1 并行与串行基本通信方式 6.2 RS-232电平与TTL电平的转换 6.3 波特率与定时器初值的关系 6.4 51单片机串行口结构描述 6.5 串行口打印在调试程序中的应用
2021/3/12
1
DAC0832工作原理及实现方法
通信方式
并行通信方式 串行通信方式
2021/3/12
{
TMOD=0x21;
2021/3/12
27
串行口方式1编程与实现
设置步骤
设置产生波特率的定时器1 设置串行口控制寄存器 设置中断控制寄存器
2021/3/12
28
串行口方式1编程与实现
设置产生波特率的定时器1
定时器1，波特率9600bps TMOD=0X20 TH1=0XFD TL1=0XFD TR1=1
2021/3/12
串行通信制式
单工 半双工 全双工
2021/3/12
8
并行与串行基本通信方式
单工
半双工
全双工
串行通信的制式
2021/3/12
9
并行与串行基本通信方式
串行通信错误校验
奇偶校验 代码和校验 循环冗余校验
2021/3/12
10
并行与串行基本通信方式
串行通信错误校验
奇偶校验
代码和校验（CheckSum）
循环冗余校验(CRC8、 CRC16)
2021/3/12
11
RS-232电平与TTL电平的转换
数据位 0 1
TTL电平 RS-232电平
0V
3V~15V
5V
-3V~-15V
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串口通信原理及操作流程PPT(共60张).ppt
模拟 电子开
关
模拟 电子开
关
合成
频带信 号输出
1 01
1.5串行通信的错误校验
1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应 为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个 数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若 发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相 符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等 。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
? 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
? 同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧 的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以 传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
1.3 串行通信的传输方向
①单工
? RS-422A传输速率（90Kbps）时，传输距离可达1200米。
2.3 RS-485 接口
? RS-485是RS-422A的变型
：RS-422A用于全双工，而
RS-485则还可用于半双工。
RS-485是一种多发送器标准
，在通信线路上最多可以使用
TTL
TTL 32 对差分驱动器/接收器。
《单片机串口通信》课件
《单片机串口通信》PPT 课件
本课件将介绍单片机串口通信的概述、原理、接口和程序设计。同时还包括 实战应用、常见问题和解决方案以及参考资料。让我们一起探索这个令人着 迷的主题吧！
概述
串口通信是一种用于在计算机和设备之间传输数据的技术。本节将讨论串口通信的定义、优势以及应用领域。
串口通信原理
串口通信基于UART通信协议，通过发送和接收电平来实现数据传输。本节还 将介绍TTL电平和RS232电平之间的转换。
单片机串口通信接口
单片机的串口通信接口包括引脚定义、数据格式和波特率设置。在本节中， 我们将深入了解这些重要的概念。
单片机串口通信程序设计
学习单片机串口通信程序设计，我们需要了解串口的初始化、发送数据和接 收数据的函数。
实战应用
在这一部分，我们将探索单片机与PC串口通信以及单片机与蓝牙模块串口通信的实际应用案例。
常见问题与解决方案
在串口通信过程中，可能会遇到各种错误。本节将介绍常见问题的类型和排查解决方案，帮助大家更好地应对 串口通信问题。
总结
在本节中，我们将总结串口通信的优点和不足，并展望未来的发展方向。
参考资料
如果您对串口通信感兴趣，以下是一些相关文献、网站
本课件将介绍单片机串口通信的概述、原理、接口和程序设计。同时还包括 实战应用、常见问题和解决方案以及参考资料。让我们一起探索这个令人着 迷的主题吧！
概述
串口通信是一种用于在计算机和设备之间传输数据的技术。本节将讨论串口通信的定义、优势以及应用领域。
串口通信原理
串口通信基于UART通信协议，通过发送和接收电平来实现数据传输。本节还 将介绍TTL电平和RS232电平之间的转换。
单片机串口通信接口
单片机的串口通信接口包括引脚定义、数据格式和波特率设置。在本节中， 我们将深入了解这些重要的概念。
单片机串口通信程序设计
学习单片机串口通信程序设计，我们需要了解串口的初始化、发送数据和接 收数据的函数。
实战应用
在这一部分，我们将探索单片机与PC串口通信以及单片机与蓝牙模块串口通信的实际应用案例。
常见问题与解决方案
在串口通信过程中，可能会遇到各种错误。本节将介绍常见问题的类型和排查解决方案，帮助大家更好地应对 串口通信问题。
总结
在本节中，我们将总结串口通信的优点和不足，并展望未来的发展方向。
参考资料
如果您对串口通信感兴趣，以下是一些相关文献、网站
串口通信课件
PPT学习交流
课程：
计算机控制系统
22
1、8251的引脚
PPT学习交流
23
1、8251的引脚
DO—D7：输入／输出，
双向数据总线，
传送给8251的控制字和从8250读取的
状态信息，也通过这些线进行传送。
RESET：输入，复位线。
RD、WD：输入、读／写控制信号线。
CS：输入，片选信号线，
低电平时，CPU才能对8251进行访问。
由发送端发出的编码自带时钟，实现了收、发
双方的自同步功能。
PPT学习交流
9
第一节概述
计 算
一、串行通信和并行通信
机 串
二、同步串行通信和异步串口通信
口
通 信
三、有关串口通信的几个 问题
PPT学习交流
课程：
计算机控制系统
10
有关串口通信的几个问题
1．调制和解调 计算机串行输入/输出的信号是一种用“0”“1”表 示的数字信号（阶跃信号）——进行傅立叶分 解——含有很多高频成分——要求传送线具有 宽频带。 电话线传送话音信号，频带在300—3400Hz。 所以，信号失真。
波特率=位数/单位时间 显然：每位传送时间=1/波特率 例：假如数据传送的速率是 120字符/S
每一个字符包含10位 则波特率=120*10=1200位/s
每位传送时间Td=1/1200s=0.833ms
PPT学习交流
15
有关串口通信的几个问题
4．硬件握手和软件握手 通信设备之间的联络(也称之为“握手”) (1)硬件握手 硬件握手是利用RTS、CTS、DTR、DSR这4个 信号线进行的。
PPT学习交流
20
第一节 概述 计 算 机 一、串行通信和并行通信 串 口 二、同步串行通信和异步串口通信 通 信
串口通信原理及操作流程概要课件
工业自动化控制：如 PLC、DCS等系统中 的设备间通信。
嵌入式系统之间的通 信：如智能仪表、传 感器等。
02
串口通信原理
串口通信协议
RS-232协议
一种标准化的串口通信协 议，定义了数据传输的电 压范围、数据位、停止位 等参数。
RS-485协议
RS-232的扩展，支持多点 通信，通过差分信号传输 数据，具有更强的抗干扰 能力。
USB协议
通用串行总线协议，用于 连接计算机和外部设备， 支持高速数据传输。
数据传输方式
异步传输
数据传输以字符为单位，每个字 符前有一个起始位，后有一个或 两个停止位，用于同步。
同步传输
数据传输以数据块为单位，通过 时钟信号同步，适用于高速数据 传输。
数据编码方式
曼彻斯特编码
将数据位和时钟位合并，通过电 压跳变表示0和1。
循环冗余校验，通过多项式算法计算 数据的校验码，用于检测错误。
03
串口通信操作流程
串口通信参数设置
01
02
03
04
波特率
设置串口通信的速率，常用的 波特率有9600、19200、 115200等。
数据位
设置数据传输的位数，常用的 数据位有5、6、7、8位。
停止位
设置数据传输的停止位数，常 用的停止位有1、1.5、2位。
异常处理
当串口通信出现异常时，如数据传输 错误、连接断开等，需要进行异常处 理，如重新连接、数据重传等。
04
串口通入您的内容
05
常见问题与解决方案
串口通信常见问题
数据传输错误
在串口通信过程中，数 据传输可能会出现错误 ，导致接收端无法正确
解析数据。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
串行通信与并行通信
在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：并行通 信和串行通信。 并行通信，即数据的各位同时传送；串行通信，即数据一位一 位顺序传送。
计算机1 GND
…
计算机2 或外设
GND
(a)
并行通信
计算机1
发送 接收
计算机2 或外设
GND
GND
(b)
串行通信
大家有疑问的，可以询问和交流
第六讲串口通信原理及操作流程
主要内容
1
串行通信基础知识
2 串行通信总线标准及其接口用举例
实例1
信息编码：文字 信息载体：文字、
纸张 信息传送方式：
邮递员
实例2
第二步
说出同学A的名字或学号 第一步
课堂上老师先让同学A、
提问
再让同学B回答问题的
过程？
第三步
➢ 由于M进制的一个码元可以用 log2 M个二进制码 元去表示，因而在保证信息速率不变的情况下， M进制的码元速率RBM与二进制的码元速率RB2之 间有以下转换关系：
➢ 信息传输速率Rb简称传信率，又称比特率等。它 表示单位时间内传递的平均信息量或比特数，
➢ 单位是比特/秒，可记为bit/s ，或 b/s ，或bps。
说出同学B 的名字或学 号
第四步
提 问
实例3
老师让学习委员来取作业本的两种方式
(1) 老师等着学习委员来取
同步通信
(2) 将作业本放在办公桌上，学习委员自己来取 异步通信
串行通信基础知识
1.1 串行通信与并行通信 1.2 异步通信与同步通信 1.3 串行通信的传输方向
1.4 信号的调制与解调 1.5 串行通信的错误校验 1.6 传输速率与传输距离
可以互相讨论下，但要小声点
异步通信与同步通信
1.异步通信
异步通信是指通信的发送与接收设备使 用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。 为使双方的收发协调，要求发送和接收设 备的时钟尽可能一致。
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
C51串口通信时一个比特是一个码元，所以波特率 等同于比特率，即每秒钟传输二进制代码的位数 ，单位是：位／秒（bps）。
如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含 10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)， 这时的比特率为： 10位×240个/秒 = 2400 bps
➢ 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
➢ 同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为 帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所 以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
1.3 串行通信的传输方向
①单工
TXD 发送
RXD 接收
②半双工
发
接
送
TXD / RXD
收
接
发
收
送
③全双工
发送
接收
TXD RXD
RXD TXD
接收
发送
1.4 信号的调制与解调
➢ 调制器（Modulator）：把数字信号转换成模拟信 号，然后送到通信线路上去。
➢ 解调器（Demodulator）：把从通信线路上收到的 模拟信号转换成数字信号。
1.6 传输速率与传输距离
▪ 码元传输速率RB简称传码率，又称符号速率等 。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是 波特（Baud），记为B。
• 例如，若1秒内传2400个码元，则传码率为2400B。
▪ 数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率 与进制数无关，只与传输的码元长度T有关:
RB =
1 (B) T
面向位的同步格式 ：
8位 01111110
8位 地址场
8位 控制场
≥0位 信息场
16位
8位
校验场 01111110
➢将数据块看作数据流，并用序列作为开始和结束标志。为 了避免在数据流中出现序列时引起的混乱，发送方总是在其 发送的数据流中每出现5个连续的1就插入一个附加的0；接 收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该 0。
01101
计 数据
计
算
算
机
机
甲 时钟
乙
时钟
计 数据 0 1 1 0 1
计
算
算
机 数据+时钟
机
甲
乙
外同步
自同步
同步通信
SYN SYN SOH 标题 STX
数据块
ETB/ETX 块校验
SOH（01H）：表示标题的开始 标题：中包含源地址、目标地址和路由指示等信息
STX（02H），表示传送的数据块开始 组终字符ETB（17H）或文终字符ETX（03H）。 校验码 典型的面向字符的同步规程:IBM的二进制同步规程BSC
关
合成
频带信 号输出
1 01
1.5串行通信的错误校验
1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应 为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个 数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验， 若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相 符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等 。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
备
：
步通信的数据格异式
起 空始 闲位
LSB
一个字符帧 数据位
中断的概念
校停 验止 位位
MSB
空 下一字符 闲 起始位
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致， 实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位 用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。
同步通信
建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使 双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距 离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不 留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。
➢ 调制解调器MODEM：由于通信是双向的，调制器和 解调器合并在一个装置中。
RS-232C
DCE DTE
电话网
RS-232C
DCE DTE
调制解调的方式有多种，这里调频为例： 通过数字信号对二个不同频率的正弦载波信号的键
控和信号的合成实现。
高频 正弦 信号
低频 正弦 信号
数字信号
模拟 电子开
关
模拟 电子开